پلاگ ولو یا شیر سماوری، آقای خاص شیرهای صنعتی

در این مطلب قصد داریم به یکی از خاص ترین انواع شیرآلات صنعتی بپردازیم. همان طور که از عنوان مطلب پیداست، این شیر پلاگ ولو یا شیر سماوری است. در ادامه همراه ما باشید تا در مورد این شیر که اسم جالب دیگری هم دارد (شیر سماوری) بیشتر آشنا شویم.

مختصری در مورد پلاگ ولو

پلاگ ولو، شیر پلاگ یا شیر سماوری به دسته ای از شیرهای صنعتی گفته می شود که دارای یک «پلاگ» استوانه ای یا مخروطی است. چرخش این پلاگ در داخل بدنه شیر سبب کنترل جریان در داخل آن می شود. معمولا شفت شیر از یک طرف، به قطر بزرگ تر پلاگ متصل است و از طرف دیگر با عملگر یا دسته شیر. بر روی پلاگ، شیر سماوری یک یا چند حفره وجود دارد که در زمان باز بودن شیر، جریان سیال می تواند از درون این حفره ها عبور کند. به عبارتی، این حفره ها نقش حفره موجود بر روی توپی شیر در بال ولوها را ایفا می کند. این حفره ها یا مجراها عموما به صورت مجرای کاملا باز یا به اصطلاح فول پورت هستند.

پلاگ ولوها ساختمان ساده ای دارند و معمولا جزو شیرآلات اقتصادی به شمار می روند. البته با توجه به شرایط واردات و بسیاری مسائل دیگر، در حال حاضر، برندهای خارجی این شیرها کمیاب هستند و قیمت های متنوعی دارند. با این وجود، پلاگ ولو تولید داخل با کیفیت مطلوب نیز در بازار وجود دارد. از این شیر ها می توان برای قطع و وصل، تنظیم، ترکیب و تغییر جهت جریان استفاد کرد.

استاندارد رخ به رخ (face-to-face) پلاگ ولو ها معمولا منطبق بر استاندارد ANSI B16.10 است. با این حال، بسیاری از تولید کنندگان از استاندارد رخ به رخ گیت ولوها برای پلاگ ولوها استفاده می کنند تا بتوان در هنگام نیاز به جابجایی شیر در خطوط انتقال، بتوان آن ها را به جای یکدیگر به کار برد.

پلاگ ولوها معمولا سرپوش (Bonnet) ندارند و انتهای پلاگ به دسته یا قسمت بیرونی شیر نزدیک است، در چنین حالتی معمولا شفت شیر کوتاه است. اغلب دسته شیر و شفت آن، یک قطعه یکپارچه به شکل L است که به پلاگ متصل می شود. در غیر این صورت، شفت تا قسمت خارجی شیر ادامه می یابد و باز و بسته شدن شیر منوط به اتصال یک عملگر یا دسته می باشد. ساده ترین نوع پلاگ ولو ها، پلاگ ولو دو مجرایی دو وضعیتی است: در حالت باز، اجازه عبور جریان را می دهد، در حالت بسته، جریان را متوقف می کند. این مجراها جریان ورودی و خروجی شیر را کنترل می کنند. این دسته از پلاگ ولوها تنها یک گذرگاه برای عبور جریان سیال دارند. مجراها یا حفره های موجود بر روی پلاگ، درست رو به روی هم هستند، بنابراین، پلاگ ولوها از مکانیزم محدود ربع گرد برای باز و بسته کردن مسیر جریان استفاده می کنند. بنابراین، این نوع پلاگ ولو ها از دسته شیرهای ربع گرد می باشند.

شیر سماوری یا پلاگ ولو

پلاگ ولوها می توانند بیش از 3 مجرا نیز داشته باشند. در یک پلاگ ولو سه راهی، جریان می تواند از یک مجرا وارد شود و به مجرای دوم یا سوم هدایت گردد. پلاگ ولوها همچنین می تواند برای تغییر جریان از مجرای 1 به 2، 2 به 3 یا 1 به 3 مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، می توان گفت، عملکرد شیر پلاگ سه راهی مشابه شیر توپی سه راهی است. یک امکان دیگر در پلاگ ولو سه راهی وجود دارد دارد و آن این است که دو مجرا با محور موازی و یک مجرا با محور عمود بر خط واصل دو مجرای ذکر شده داشته باشند. در این حالت، چرخش پلاگ 180 درجه خواهد بود، یعنی دوبار ربع گرد.

علاوه بر آنچه در مورد پلاگ ولو سه راهی گفته شد، دو نوع عمده پلاگ ولو سه راهی عبارتند از پلاگ ولو سه راهی افقی (محور همه مجراها در یک صفحه قرار دارد) و پلاگ ولو سه راهی عمودی (محور مجرای اول و دوم با مجرای سوم در دو صفحه متفاوت قرار دارند).

انواع پلاگ ولوها

پلاگ ولوها به طور کلی به پنج دسته تقسیم می شوند که هر کدام برای کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. این پنج نوع عبارتند از:

پلاگ ولو روغن کاری شونده (Lubricating Plug Valve): همان طور که از اسم آن پیداست، یک شیر روغن کاری شونده، معمولا از یک روغن روان کننده همراه با یک افزودنی بهبود دهنده ویسکوزیته (مانند فوم سلیس یا آمورف) که به صورت تحت فشار به مابین سطح پلاگ و آببند بدنه تزریق می شود تا از اصطکاک جلوگیری نماید. توصیه می شود، روان کننده مورد استفاده برای این شیر به گونه ای انتخاب شود تا با سیال عبوری از شیر متناسب باشد و شیر ها پس از یک دوره زمانی مشخص، در برخی موارد پس از هر بار استفاده تخلیه شوند. این نوع پلاگ ولوها به دلیل این که به تعمیر و نگهداری زیاد نیاز دارند، توصیه می شود در مواردی به کار برده شوند که عملیات کمتری انجام دهند. این شیرها عمدتا در مواردی به کار می رود که سیال حاوی ذرات ساینده نرم است. در سیستم هایی که در بالا دست، ممکن است سیال با ذراتی مخلوط شده باشد و همچنین، در سیستم های انتقال گاز به عنوان بایپس نیز می توان از این نوع پلاگ ولوها استفاده کرد.

پلاگ ولو روغن کاری شونده

پلاگ ولو بدون روغن کاری یا خشک (Non Lubricating Plug Valve): این نوع پلاگ ولوها یک مخروطی دارند که مانند وج (Wedge) عمل می کند و یک اسلیو (Sleeve) پلیمری را به حفره می فشارد. استفاده از این اسلیو، اصطکاک میان مکانیزم پلاگ و بدنه را کاهش می دهد. این نوع پلاگ ولو در مواردی که حداقل میزان تعمیر و نگهداری مدنظر باشد، مانند سرویس های گوگرد، هیدروژن فلوئرید یا در مواردی که سیال ممکن است به دام بیفتد یا جامد شود، جایگزین نوع روغن کاری شونده پلاگ ولوها می شود. با این حال، این نوع پلاگ ولو به دلیل قطعات غیر فلزی به کار رفته در ساخت آن، دمای کارکرد و خواص شیمیایی محدودی دارد.

پلاگ ولو چند مجرایی (Multi-Port): این نوع پلاگ ولو برای جدا سازی و ترکیب جریان سیال استفاده می شود و عملکردی مشابه شیر توپی چند مجرایی دارد.

پلاگ ولو اکسنتریک: در این نوع پلاگ ولو از یک نصف پلاگ به جای پلاگ کامل استفاده می شود. این نوع پلاگ ولو برای کاربردهایی که نیروی آببند بیشتر و اصطکاک کمتر از حالت باز به حالت بسته، حائز اهمیت است، مناسب هستند. این نوع از پلاگ ولوها برای طیف وسیعی از کاربردهای کنترل و جداسازی جریان سیالاتی نظیر آب و آب حاوی ذرات، فاظلاب و اسلاری، هوا و سایر سرویس ها قابل استفاده اند.

پلاگ ولو اکسپندینگ (Expanding): این نوع پلاگ ولو ساختار پیچیده ای دارد و از اجزای زیادی استفاده شده است که به آن عملکردی مشابه عملکرد Block and Bleed می دهد. این نوع از پلاگ ولو ها در مواردی که جداسازی دو مرحله ای وجود ندارد، به منظور جلوگیری از آلوده شدن سیال به کار می روند.

پلاگ ولو اکسپندینگ

کاربرد پلاگ ولو

همان طور که در ابتدای مطلب اشاره شد، از پلاگ ولوها برای کاربردهایی نظیر قطع و وصل، تنظیم، ترکیب و تغییر جهت جریان استفاده می شود. اگر بخواهیم جزیی تر به کاربرد این شیر بپردازیم باید بگوییم که این شیر ها عمدتا:

در سرویس های کم فشار – کم دما به کار می روند. با این وجود، برخی از پلاگ ولوها نیز وجود دارند که برای سرویس های پرفشار-دمابالا طراحی شده اند.
برای کاربردهای کنترل جهت جریان، حتی در سیستم های خلا مورد استفاده قرار می گیرند.
برای کنترل موثر جریان سوخت مایع و گاز مناسب هستند.
قابلیت کنترل ایمن جریان سیالات دما با بالا مانند آب دیگ بخار، میعانات دارد و در سایر کاربردهای مشابه قابل استفاده است.
قابلیت کنترل جریان سیالاتی که حاوی ذرات جامد و یا به صورت اسلاری (دوغاب) هستند را دارا است.